机械工程学报

作者：郭强强, 张李超, 王森林, 杨蕾, 史玉升

单位：华中科技大学材料科学与工程学院 武汉 430074

关键词：增材制造,曲面成形,曲面分层算法,三角网格求交,表面体素化；

基金：广东省重点领域研发计划重大专项(2020B090924002)和国家自然科学基金(51790174)资助项目。

随着多自由度增材制造技术的发展，直接基于曲面的分层处理和路径规划方法被广泛研究。针对目前曲面分层算法通用性不强、效率低下等问题，提出基于多信息体素空间划分的高效鲁棒的自由曲面分层算法。通过将三角面片表面体素化，快速筛选出相交三角面片，算法时间复杂度由传统算法的平方复杂度降低为线性复杂度，解决了以往曲面分层算法难以处理大尺寸复杂模型的问题。根据三角网格邻接边的拓扑连续性避免同一轮廓环交点在不同求交条件下的重复计算，解决交点重复求交过程因为浮点数计算误差导致的点扩散问题，获取正确曲面轮廓交线环。最后对交线环内部的曲面进行三角剖分，获取曲面内部信息，得到曲面分层结果。测试了不同模型的圆柱面、球面、自由曲面等类型的曲面分层处理以及算法运行时间，验证了本算法的高效性和正确性。在6轴KUKA机器人和2轴变位机组合装备上对螺旋桨模型进行加工试验，证明了本算法的实用性。

来源：2022年第19期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2022年第19期